管理堆疊的射頻設(shè)備的寄生電容和電壓處理的制作方法
【專利說明】管理堆疊的射頻設(shè)備的寄生電容和電壓處理
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求2013年11月19日提交的美國臨時專利申請N0.61/906，316的權(quán)益，所述美國臨時專利申請通過引用結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及集成電子設(shè)備，并且具體地涉及管理堆疊的集成電子設(shè)備的寄生電容和電壓處理。
【背景技術(shù)】
[0004]開關(guān)元件的堆?？梢杂米饔糜谔炀€調(diào)諧以及其它各種射頻(RF)開關(guān)應(yīng)用的無源組件。堆棧中的開關(guān)元件串聯(lián)耦接。堆棧配置允許很多功能，包括電壓和功率處理能力。例如，F(xiàn)ET (場效應(yīng)晶體管)堆?？梢员挥脕碓试SRF開關(guān)在失配(mismatch)的情況下經(jīng)受高功率。
[0005]在很多實現(xiàn)方式中，在關(guān)斷狀態(tài)下的FET堆棧的電壓處理能力是包含在堆棧中的FET數(shù)量的函數(shù)。典型地，堆棧的電壓處理能力隨著堆棧中FET的數(shù)量增加而增強(qiáng)。然而，簡單地增加堆棧中FET的數(shù)量可能具有弊端。例如，堆棧的寄生電容(Ctjff)是在堆棧中的所有的FET每一個都處于關(guān)斷狀態(tài)時的該堆棧的電容。堆棧中的每一個FET都對堆棧無意中耦合到周圍組件的寄生電容(Ctjff)有貢獻(xiàn)。因此，每一個附加的FET通常增加堆棧的寄生電容(Coff) O
[0006]在許多RF應(yīng)用中，由于與寄生電容(Ctjff)相關(guān)聯(lián)的弊端，所希望的是控制或者精心管理堆棧的寄生電容(Cf)。例如，寄生電容(Ctjff)可以對調(diào)諧和阻抗匹配具有不利的影響。對寄生電容(Ctjff)的嚴(yán)格容限對于對通過一個或多個基于堆棧的開關(guān)耦接到其它組件的天線元件進(jìn)行精確調(diào)諧和/或阻抗匹配的下游制造商來說常常是特別重要的。此外，在“導(dǎo)通”狀態(tài)下的堆棧的電阻(Rm)通常與寄生電容(Ctjff)反向相關(guān)。因此，降低寄生電容(Coff)通常增大電阻(Rm)。
【附圖說明】
[0007]為了使本公開能夠被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解，可以通過參照一些說明性的實現(xiàn)方式的各方面給出更加詳細(xì)的說明，其中的一些實現(xiàn)方式在附圖中示出。
[0008]圖1是射頻開關(guān)的實現(xiàn)方式的示意圖。
[0009]圖2是根據(jù)一些實現(xiàn)方式的適合于射頻開關(guān)的場效應(yīng)晶體管的堆棧的示意圖。
[0010]圖3是根據(jù)一些實現(xiàn)方式的串聯(lián)布置的多個場效應(yīng)晶體管的示意圖。
[0011]圖4是根據(jù)一些實現(xiàn)方式的射頻開關(guān)的示意圖。
[0012]圖5是根據(jù)一些實現(xiàn)方式的射頻開關(guān)的示意圖。
[0013]圖6是示出根據(jù)一些實現(xiàn)方式的、作為地平面偏移間隔的函數(shù)的寄生電容的性能圖。
[0014]圖7A-7C是示出根據(jù)一些實現(xiàn)方式的、通過各種大小的焊料凸塊增加到FET堆棧的寄生電容的不意圖。
[0015]圖8A-8D是示出根據(jù)一些實現(xiàn)方式、通過焊料凸塊的各種布置增加到FET堆棧的寄生電容的不意圖。
[0016]圖9是示出根據(jù)一些實現(xiàn)方式的、作為凸塊-FET重疊(overlap)的量的函數(shù)的堆棧中的FET的范圍的電壓處理特性的性能圖。
[0017]圖10是根據(jù)一些實現(xiàn)方式的、布置相對于開關(guān)元件堆棧的地平面以及相對于堆棧的一個或多個焊料凸塊中的至少一個以便管理寄生電容和/或電壓處理能力的方法的流程圖表示。
[0018]根據(jù)通常的實踐，由于為了清楚起見，各種特征的尺寸可能被任意放大或縮小，因此附圖中所示的各種特征可能不是按照比例繪制的。此外，附圖可能并沒有描繪說明書承認(rèn)的給定系統(tǒng)、方法或設(shè)備的所有方面和/或變形。最后，貫穿說明書和附圖，相似的參考標(biāo)號被用于表示相似的特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的電路、方法和設(shè)備的各種實現(xiàn)方式每一個都具有多個方面，沒有單獨(dú)的一個方面獨(dú)自負(fù)責(zé)此處描述的屬性。在不限制所附權(quán)利要求的范圍的情況下，描述一些突出的特征。在考慮了本公開以后，尤其是考慮了標(biāo)題為“【具體實施方式】”的部分以后，人們將理解各種實現(xiàn)方式的各方面如何使得能夠管理堆疊的集成電子設(shè)備的寄生電容和電壓處理。
[0020]一些實現(xiàn)方式包括射頻開關(guān)裝置，所述射頻開關(guān)裝置具有地平面、堆棧和第一焊料凸塊。所述堆棧被與地平面相關(guān)地布置，所述堆棧包括相互串聯(lián)耦接的多個開關(guān)元件，并且所述堆棧具有第一和第二末端，所述第一末端包括所述多個開關(guān)元件中的第一個的相應(yīng)端子。所述第一焊料凸塊耦接到多個開關(guān)元件中的第一個的相應(yīng)端子，使得第一焊料凸塊的至少一部分與多個開關(guān)元件中的一個或多個重疊，重疊尺寸(overlap dimens1n)被與第一閾值相關(guān)地設(shè)置，以便設(shè)置對射頻開關(guān)裝置的寄生電容的相應(yīng)貢獻(xiàn)。
[0021]一些實現(xiàn)方式包括具有封裝基板、地平面、堆棧和第一焊料凸塊的射頻開關(guān)模塊。封裝基板配置為容納多個組件。地平面被布置在封裝基板的第一側(cè)上。堆棧被與地平面相關(guān)地布置在封裝基板的第二側(cè)上，堆棧包括相互串聯(lián)耦接的多個開關(guān)元件，并且堆棧具有第一和第二末端，第一末端包括所述多個開關(guān)元件中的第一個的相應(yīng)端子。第一焊料凸塊耦接到所述多個開關(guān)元件中的第一個的相應(yīng)端子，使得第一焊料凸塊的至少一部分與多個開關(guān)元件中的一個或多個重疊，重疊尺寸被與第一閾值相關(guān)地設(shè)置，以便設(shè)置對射頻開關(guān)裝置的寄生電容的相應(yīng)貢獻(xiàn)。
[0022]一些實現(xiàn)方式包括具有地平面、堆棧、第一焊料凸塊和天線的射頻設(shè)備。堆棧被與地平面相關(guān)地布置，堆棧包括相互串聯(lián)耦接的多個開關(guān)元件，并且堆棧具有第一和第二末端，第一末端包括所述多個開關(guān)元件中的第一個的相應(yīng)端子。第一焊料凸塊耦接到所述多個開關(guān)元件中的第一個的相應(yīng)端子，使得第一焊料凸塊的至少一部分與多個開關(guān)元件中的一個或多個重疊，重疊尺寸被與第一閾值相關(guān)地設(shè)置，以便設(shè)置對射頻開關(guān)裝置的寄生電容的相應(yīng)貢獻(xiàn)。天線通過堆棧耦接到收發(fā)器，天線配置為促成射頻信號的發(fā)送或接收。
[0023]一些實現(xiàn)方式包括管理射頻開關(guān)裝置的寄生電容的方法。在一些實現(xiàn)方式中，所述方法包括:與第一閾值相關(guān)地設(shè)置地平面間隔偏移(offset)，以便設(shè)置第一寄生電容貢獻(xiàn)；與第二閾值相關(guān)地設(shè)置焊料凸塊尺寸，以便設(shè)置第二寄生電容貢獻(xiàn)；與第三閾值相關(guān)地設(shè)置凸塊-FET(場效應(yīng)晶體管)重疊尺寸，以便設(shè)置第三寄生電容貢獻(xiàn)；并且將至少一個焊料凸塊耦接到DC地以管理第四寄生電容貢獻(xiàn)。
【具體實施方式】
[0024]在此描述了很多細(xì)節(jié)以便提供對附圖所示的示例性實現(xiàn)方式的全面理解。然而，本發(fā)明可以在沒有很多具體細(xì)節(jié)的情況下實施。沒有以詳盡的細(xì)節(jié)描述熟知的方法、組件和電路，以便不會不必要地混淆此處描述的實現(xiàn)方式的更相關(guān)的方面。
[0025]此處描述的各種實現(xiàn)方式包括使得能夠管理開關(guān)元件(例如FET)的堆棧的寄生電容(Ctjff)和/或電壓處理能力的設(shè)備、裝置和方法。在此描述了很多細(xì)節(jié)以便提供對附圖所示的示例性實現(xiàn)方式的全面理解。然而，本發(fā)明可以在沒有很多具體細(xì)節(jié)的情況下實施。沒有以詳盡的細(xì)節(jié)描述熟知的方法、組件和電路，以便不會不必要地混淆此處描述的實現(xiàn)方式的更相關(guān)的方面。
[0026]例如，一種實現(xiàn)方式包括射頻開關(guān)裝置，所述射頻開關(guān)裝置包括地平面、開關(guān)元件的堆棧、以及第一焊料凸塊。所述堆棧被與所述地平面相關(guān)地布置。如前所述，所述堆棧包括相互串聯(lián)耦接的多個開關(guān)元件。所述堆棧具有第一和第二末端。第一末端包括所述多個開關(guān)元件中的第一個的相應(yīng)端子。第一焊料凸塊耦接到多個開關(guān)元件中的第一個的相應(yīng)端子，使得第一焊料凸塊的至少一部分與多個開關(guān)元件中的一個或多個重疊，重疊尺寸被與第一閾值相關(guān)地設(shè)置，以便設(shè)置對射頻開關(guān)裝置的寄生電容的相應(yīng)貢獻(xiàn)。
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